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壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚物与肉桂精油中的肉桂醛原位快速反应稳定高内相Pickering乳液

发布时间 :2022-09-08文字 :汪红浏览量 :

 


2022827日,XFB88XYF幸福宝入口汤晓智、高成成(通讯作者)在国际TOP期刊Food Hydrocolloids(Q1,IF: 11.504)发表题为“In situ rapid conjugation of chitosan-gum Arabic coacervated complex with cinnamaldehyde in cinnamon essential oil to stabilize high internal phase Pickering emulsion”的研究性论文

壳聚糖是自然界中存在的一种阳离子多糖,可以与阴离子聚合物形成具有高乳化能力的静电复合物。 阿拉伯胶是一种广泛应用于食品工业的两亲性阴离子多糖。壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚物(CGCC)已经被证实可以稳定低油相Pickering乳液。 然而,稳定HIPE需要高浓度的CGCC,且HIPE的稳定性有限。 肉桂精油是一种天然活性植物提取物,其主要化学成分是肉桂醛。有研究人员在均质化过程中发现肉桂醛和壳聚糖会在油水界面原位形成复合物,有效地改善壳聚糖乳化性。

基于肉桂醛和壳聚糖可以发生席夫碱反应及阿拉伯胶可能对肉桂醛具有高的亲和力,本文采用油相中添加肉桂精油,利用肉桂醛与CGCC原位反应制备一种CGCC稳定的HIPE,并深入分析了稳定机理。研究具体考察了肉桂精油和CGCC浓度对HIPE的微观结构、流变学、凝胶强度和稳定性的影响。得益于阿拉伯语增强了CGCC的疏水性,在肉桂精油中,CGCC与肉桂醛通过席夫碱反应、疏水作用和氢键在油水界面处快速发生原位相互作用。这一行为可以显著降低CGCC界面张力,大幅增加CGCC在油水界面的吸附,形成厚而密的界面层。肉桂精油(2.5%-3)的加入显著减小了油滴尺寸,提高了Zeta电位,大大提高了HIPE的稳定性和凝胶强度。此外,肉桂精油的加入降低了稳定HIPE所需的CGCC浓度,降低了HIPE的频率依赖性和临界应变,提高了触变恢复率。本研究的结果为提高CGCC的乳化能力及控制HIPE机械性能和流变性能提供了一种新的途径。





研究亮点

采用原位添加肉桂精油的方法促进壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚物(CGCC)在油水界面的吸附,不仅可以降低CGCC使用量,同时工艺简单,能耗低。通过改变肉桂精油添加含量可以实现对乳液凝胶机械和流变等性质的大幅度调控。


研究结论

壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚物(CGCC)与肉桂醛在油水界面处发生席夫碱反应,促进了CGCC在油水界面的吸附速度和含量。肉桂精油的添加降低了稳定HIPE所需的CGCC的量。肉桂精油与CGCC在界面处反应饱和时,继续添加不在显著影响HIPE的结构和性能。肉桂精油的添加也显著提高HIPE的稳定性、凝胶强度、触变恢复率。此外,显著影响HIPE的粘弹性




1 肉桂醛与CGCC共同稳定HIPE的示意图





2 不同浓度的精油和CGCC稳定的HIPEsZeta电位和平均液滴直径(A, B)HIPEs的光学显微图(C)和外观图(D)

3 2.5%-02.5%-3样品的CLSM图像(A)SEM图像(B)



4 不同浓度的肉桂精油(a)CGCC浓度 (B)稳定的HIPEs的储能模量 (G’)和损耗模量 (G”)

5 不同浓度的肉桂精油(A)CGCC 浓度(B)稳定的HIPEs的触变恢复性。

6不同浓度的肉桂精油和CGCC浓度稳定的HIPE冻融后的凝胶强度和油结合能力 (A, a),离心后的外观(B,b)


          原文链接: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.108103